Mecanizado de alta eficiencia en materiales de difícil corte para moldes y matrices

El fresado directo de materiales endurecidos para la industria de moldes y matrices se ha vuelto un método de mecanizado popular. Sin embargo, con la competición mundial volviéndose cada vez más severa, la demanda por tiempos de entrega más cortos y bajo costo se ha ido incrementando año a año. Esto ha resultado en un incremento en la demanda no sólo en el mecanizado directo de materiales endurecidos sino también para un mecanizado de mayor eficiencia de los mismos.

CARACTERÍSTICAS DE LAS FRESAS IMPACT MIRACLE

1. Recubrimiento y sustrato de carburo
La serie de fresas IMPACT MIRACLE emplea un recubrimiento de elevada resistencia al desgaste y al calor, que tiene una estructura de una sola fase de nano-cristal de (Al, Ti, Si) N con una dureza de 3.700HV y resistencia a la oxidación de hasta 1.300ºC. El cuadro 1 muestra una comparación de las características básicas del recubrimiento IMPACT MIRACLE con varios recubrimientos.

2. Fresas con punta esférica IMPACT MIRACLE y su uso
En cuanto a fresas de punta esférica que sean ampliamente utilizadas para aplicaciones de moldes y matrices, las fresas de 2 labios VF-2SSB y VF-2SB y, la fresa de cuello largo
VF-2XLB se encuentran disponibles. Sin embargo, para aplicaciones más complicadas donde los filos son vulnerables al astillamiento, debido a un mecanizado con gran voladizo o máquinas de cargas inestables, se requiere mayor resistencia ante la fractura. Para responder a este requerimiento, las fresas de punta esférica VF-2SDB y VF-2SDBL con una geometría de filo más resistente y la fresa de cuello cónico VF-3XB de voladizo extra han sido desarrolladas. El cuadro 2 muestra las características de cada una y la figura 1 muestra el posicionamiento de las mismas.

Recubrimiento
IMPACT MIRACLE

(Al, Ti, Si) N (Al, Ti) N
Dureza (HV) 3.700 3.200 2.800
Temp. de oxidación (°C) 1.300 1.100 800
Fuerza de adhesión (N) 100 80 80
Coef. de fricción 0,48 0,53 0,58
Cuadro 1 - Caracteristicas del recubrimiento Impact MIRACLE
Código Medidas Long. de cuello Notas
VF-2SSB R0.5 - R6 - 2D Corta
VF-2SB R0.1 - R10 - 2D
VF-2XLB R0.1 - R3 2.5D - 20D Cuello largo
VF-2SDB R0.5 - R10 2D - 3.5D Geometría tenaz
VF-2SDBL R0.5 - R10 2D - 3.5D Geometría tenaz, mango largo
VF-3XB R0.5 - R3 5D -3D 3 labios, cuello cónico
Cuadro 2 - Serie de fresas Impact MIRACLE

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Figura 1 - Posicionamiento de las fresas Impact MIRACLE
002 003
Fig. 2 - Nuevo filo en S de la VF-2SDB Fig. 3 - Geometría de la VF-3XB

3. Geometría
En cuanto al radio de las fresas con punta esférica, la geometría del filo ha sido optimizada para las diferentes aplicaciones. Las fresas VF-2SDB y VF-2SDBL son aplicadas cuando un mecanizado muy estable bajo condiciones inestables sea requerido, una geometría en forma de S (figura 2) es aplicada para prevenir fracturas y astillamiento.
Además, para la fresa VF-3XB, especialmente diseñada para fresado profundo, la geometría de 3 labios (fig. 3) es utilizada para lograr mayor eficiencia en el mecanizado aún en grandes profundidades de corte.

DESEMPEÑO EN EL CORTE

1. Mecanizado de alto avance en materiales endurecidos
La fresa VF-2SDBR3 fue utilizada en una comparación con la fresa de competidor en un mecanizado de acero endurecido JIS SKD61 (52HRC) a alta velocidad y avance. Las condiciones de corte y resultados figuran respectivamente en los cuadros 3 y 4. La fresa del competidor sufrió fractura en el filo periférico, pero la fresa VF-2SDBR3 logra una durabilidad constante sin fracturas aún durante el mecanizado a alto avance.
Esto es logrado gracias al sustrato de carburo con gran resistencia al astillamiento y la forma en S del filo.

Fresa Fresa de 2 labios con punta esférica R3
Material JIS SKD61 (52HRC)
Revolución 12.000min-1 (Máx. 226m/min)
Avance 4.500mm/min
Avance por diente 0.18mm/diente
Modo de corte Ascendente, soplo de aire
Voladizo 35mm
Cuadro 3 - Condiciones de corte
Fresa Fresa con punta esférica R0.5x1°30'x25x6
Material JIS SKD61 (52HRC)
Revolución 13.000min-1 (Máx. 41m/min)
Avance 1.500mm/min
Avance por diente 0.038mm/diente (para 3 labios)
Modo de corte Ascendente, soplo de aire
Cuadro 4 - Condiciones de corte
004 005 006 007
VF-2SDB Competidor VF-3XB Competidor
Fig. 4 - Resultado de mecanizado a alto avance. Fig. 5 - Resultado de fresado profundo.

2. Mecanizado profundo de materiales endurecidos
La fresa VF-3XBR0.5 fue utilizada en una comparación con una fresa del competidor en un mecanizado profundo de acero endurecido JIS SKD61. Las condiciones de corte y los resultados del mecanizado figuran respectivamente en el cuadro 4 y la figura 5. La fresa del competidor no puso soportar el avance y el filo se fracturó en una etapa temprana del mecanizado. En cambio, la fresa VF-3XB no sufrió fractura y tuvo un desgaste menor aún con una longitud de mecanizado de 240 mts. y uso continuo.

Fuente: Mitsubishi Materials Corp. / Autor: Hiromitsu Tanaka